X射线衍射法测定聚酰亚胺薄膜结晶度的研究

本文从用X射线衍射法测定聚酰亚胺薄膜结晶度出发,提出测定薄膜制品结晶度普遍适用的一种方法和表观结晶度的概念。测定了美国和国产薄膜的结晶度,探索了结晶度与性能的关系。并对目前我国聚酰亚胺薄膜的生产工艺的改进和提高产品质量提供了理论依据。     

结晶度对金属化膜电容器保压性能的影响

电容器在充电至设定电压并与电源断开后,会出现电压降落的现象,造成放电效率的下降。以金属化聚丙烯薄膜电容器(metallized polypropylene film capacitor,MPPFC)为对象,研究了结晶度对电容器保压性能的影响。结合热刺激去极化电流法得到薄膜的陷阱参数,并搭建了MPPFC的保压性能试验平台,研究了不同结晶度薄膜电容器元件的保压性能。研究结果表明:随着结晶度的增加,聚丙烯薄膜电导率减小,同时松弛极化支路数减少,陷阱深度变浅,MPPFC的保压性能增强;较高结晶度的BOPP薄膜电导率小,对应介质泄漏少;同时结晶度的提高改变松弛极化过程,使电压降减小。适当提高电介质薄膜的结晶度有助于提高金属化膜电容器的保压性能。     

聚酰亚胺薄膜的介电性能—直流特性

引言聚4.4'—二氨基二苯醚均苯四酸亚胺薄膜是一种重要的高温电工薄膜,在市场上可买到的如杜邦公司的Kapton,该薄膜是由聚酰胺酸母液脱水环化制成的,所以它是一种近乎无定形的薄膜,其标准结晶度约为     

热老化对电容器用聚丙烯薄膜结构及电学性能的影响

双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜是应用于电力电容器的主流电介质材料，目前国产BOPP薄膜在长时热稳定性方面与进口产品相比仍存在差距。为了系统研究国产和进口BOPP薄膜长时热稳定性差异，以及BOPP薄膜的热老化机制，本文选择了市场主流的国产及进口电容器用BOPP薄膜作为研究对象，分别在80℃和120℃下进行了1 000 h真空热老化试验。通过红外光谱（FTIR）、光学显微镜观察、X射线衍射（XRD）、动态热机械分析（DMA）、介电谱和直流击穿等试验对比分析了两种BOPP薄膜在热老化前后分子结构、聚集态结构及电学性能的变化规律。结果表明：相比进口BOPP薄膜，国产薄膜结晶度较低，分子链间作用力较弱，击穿场强比进口薄膜低5.7%。在长时热老化作用下，国产和进口BOPP薄膜均发生重结晶过程，包括晶区片晶尺寸增大、结晶度升高，以及非晶区分子链排布疏松化，自由体积增大，同时薄膜结构的变化导致其老化后介质损耗上升和低概率区击穿场强下降，但相比国产薄膜，进口薄膜中更强的分子链间作用力抑制了重结晶过程，减缓了电弱点的生成和发展，使其具有更好的长时热稳定性。     

磁控溅射制备免退火钴酸锂正极薄膜的研究

采用射频磁控溅射法制备钴酸锂正极薄膜,通过对溅射功率的研究,制备出不需要进行退火处理仍具有60μAh/(cm2·μm)的比容量的正极薄膜.采用×射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对钴酸锂薄膜的结构和形貌进行了研究,并分析了其对钴酸锂薄膜正极性能的影响.结果表明不同功率制备的钴酸锂薄膜具有不同的结晶取向和结晶度,其对正极薄膜的性能有具有决定性的影响,适合的功率下制备的钴酸锂薄膜在不退火处理的情况下仍具有较高的容量和较好的循环性能.同时研究了采用磁控溅射的铝薄膜作为集流体,代替铂或金等贵金属薄膜集流体,大幅减低了薄膜电池正极的制备成本.     

氮化锡负极薄膜的制备与性能研究

氮化锡是一种新型薄膜锂电池负极材料,采用射频反应磁控溅射法制备氮化锡负极薄膜,系统研究了反应溅射功率和气流比对氮化锡薄膜结构的影响,并对其充放电性能进行了研究.实验结果表明,在溅射功率75 W,N2/(N2 Ar)流量比0.5的条件下所制备氮化锡薄膜结晶度较好,表面致密具有良好的电性能,首次充放电效率超过60%,50次循环后放电比容量仍保持250 mAh/g.     

CIS(CIGS)薄膜在乙醇中的一步电沉积制备

利用一步电沉积法在乙醇溶液中制备出CIS和CIGS前驱体薄膜,并在氩气氛中进行550℃、30 min的热处理。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及自带能谱仪(EDS)对薄膜进行测试表征,并对电沉积CIS(CIGS)薄膜的机理进行了初步探讨。结果表明热处理后的薄膜物相纯净且结晶度高,表面致密、均匀,EDS分析表明所制备的CIGS薄膜为轻微贫铜膜,原子比[Ga]/([In]+[Ga])为0.24,分布在高效太阳电池所需比值范围内。     

低密度聚乙烯薄膜的结构变化对电气击穿特性的影响

为了研究结构变化对电气击穿的影响，本文对先在温度为100℃的硅油中加热60分钟，然后以不同方式冷却的低密度聚乙烯薄膜进行了直流击穿和交流击穿试验。对于分别在空气中缓慢冷却、在水中冷却、以及在液氮中冷却的样品和原始样品，其结晶度是用红外吸收和X线衍射法来测定的。作为试验的结果，测得的结晶度分别为从347％～70．23％。晶体的大小和分布用不同的扫描量热计法测量。在温度为30和50℃时，由于结晶度下降和热电子击穿过程的减弱，样品的脉冲击穿强度提高。随着温度的升高，脉冲击穿强度减小，这就意味着Frohlich型击穿理论。直流击穿强度在低温区几乎与结晶度无关，但在高温区则与结晶度有关。     

聚对苯二甲酸乙二酯的结晶性能研究Ⅹ应力诱导结晶及透光率

前文讨论了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)结晶度与拉伸行为的关系,得到拉膜工艺过程中 PET 厚片的结晶度对成品薄膜厚度公差的影响比温度更为关键的看法,并初步提出对厚片的质量要求:不仅截面形状尺寸合符公差要求,而且在结构上要均匀一致,基本上达到结晶度 fc=2～3%以下,这样的厚片可在85～105℃的宽容的拉伸温度范围里拉伸。本工作拟通过测定拉伸样品结晶度和透光率的有关结果,进一步论证上述看法,并讨论拉伸过程中的应力诱导结晶问题,以期把工艺要求确定到更适当的范围,为生产部门选择工艺时参考。     

双向拉伸聚丙烯薄膜shish-kebab结构的辐照劣化模型研究

高能射线辐照会导致电容器储能介质发生交联和降解等化学变化,进而影响到电容器的宏观电气性能和应用性能。该文以双向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜典型的串晶结构(shish-kebab)为对象,研究了γ辐照积累剂量D对分子链结构和结晶特性的影响,建立了辐照劣化模型。研究结果表明,当D<10 kGy时,辐照交联和降解反应同时发生且程度相当,结晶度和大分子含量均无明显变化;当D≥10 kGy时,辐照降解反应占主导,shish晶逐渐被破坏,结晶度和大分子含量逐渐下降;当D=1 000 kGy时,shish-kebab结构几乎完全破坏,薄膜内主要为片晶和无定形结构。该模型描述了γ辐照下shish-kebab结构的劣化过程,为聚合物晶体结构的辐照老化机理研究提供参考。     

退火处理对(FeCo)/Cu多层膜巨磁电阻及电磁性能的影响

采用直流磁控溅射法制备Ta/[(Fe89.6Co10.4)0.76 nm/Cu1.2 nm]25多层膜,X射线衍射试验结果表明,退火处理提高了薄膜的结晶度,退火温度达到550℃时,薄膜中发生Fe Co和Cu的相分离;AFM测试表明增加Ta缓冲层后可有效地降低薄膜的粗糙度;巨磁电阻(GMR)效应测量结果表明,随着退火温度的升高,样品的巨磁电阻效应呈现出先增大后减小的趋势,在350℃达到最大值-1.95%;薄膜的磁性饱和场随着退火温度的升高而变大,矫顽力亦增加,并在450℃时达到3.614×104A/m。     

聚对苯二甲酸乙二酯的结晶性能研究——结晶度与拉伸工艺及公差

聚对苯二甲酸乙二酯(PET)经双轴拉伸能获得物理机械性能优良的薄膜,我国已生产多年,但关于PET薄膜的厚度公差问题,仍希望能进一步降低,以提高其质量。我们研究了单轴拉伸PET厚片时,不同温度下结晶度与其力学性能(如弹性模量、屈服强度、断裂伸长率等)的关系,并将它与厚度公差联系起来,意图是从高分子物理角度对拉伸工艺提供一些依据。实验部分一、试样制备 PET厚片是在汕头感光化学厂挤铸的,厚度约0.09厘米,用密度法测得结晶度fc=6.5％,(用ZnCl_2-H_2O体系配制的密度梯度管,在25℃下测得试样的密度d,按公     

提高聚丙烯薄膜的驻极体性能的研究

作者以低温等离子体对聚丙烯薄膜进行表面处理,在针对板电极上做了电荷注入试验,改变试样的温度、外施电压和注入时间,研究了试样的电荷注入的最佳条件。试验结果表明,等离子体处理可提高聚丙烯薄膜的电荷储存量43%,电荷的热刺激衰减半值温度8℃,使聚丙烯驻极体的等效表面电荷密度达到特氟隆驻极体的水平,因而对驻极体的生产具有一定的实际意义。红外多次内反射光谱,二次离子质谱和光电导测量证明,聚丙烯薄膜经等离子体处理后,试样表面形成了更多的 C=O 和 C=C 基,提高了聚丙烯的结晶度,极性基团的出现和结构缺陷的增加,形成了电荷的深陷阱。     

涤纶薄膜的热释电

测得了涤纶薄膜(50％结晶度)室温以上的热释电谱图,得到了二个退极化电流峰:α峰,ρ峰。研究了极化条件对峰位,峰值的影响,获得了极化电压对α峰值的线性定量关系,ρ峰无线性关系,从而可鉴别不同的运动模式对退极化电流峰的贡献—α峰为主链链段运动所贡献。而ρ峰为空间电荷退极化电流峰。此结果同时又从动态力学测试及不同结晶度的涤纶样品对峰位的影响得以补充证明。由实验结果计算了主链链段运动的活化能,松弛时间等分子参数,并进行了讨论。     

热交联型共聚聚酰亚胺薄膜的制备及性能研究

首先合成了一种含芴基、羟基以及苯醚键的二胺单体9,9′-双[4-(4-氨基-2-羟基苯氧基)苯基]芴(BAHOPF),再以BAHOPF和3,5-二氨基苯甲酸(DABA)为二胺单体、六氟二酐(6FDA)为二酐单体,通过缩聚反应和热亚胺化法制备了一系列聚酰亚胺(PI)薄膜。采用热重分析(TGA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、核磁共振波谱(NMR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、差示扫描量热法(DSC)等测试手段表征了制备的二胺单体和PI薄膜的结构与性能。结果表明:制备的PI薄膜结晶度较低;随着芴基比例的增大,PI薄膜的透明度和力学性能有所提高;所有PI薄膜都表现出良好的热性能,其中5%热失重温度为309～464℃,10%热失重温度为400～510℃,玻璃化转变温度(Tg)约为350℃,且制备的PI薄膜具有较好的溶解性能。     

电热老化对聚丙烯薄膜形态及击穿特性的影响

选取了通过GB/T 11024.2—2001规定的1 000 h老化试验的电容器单元,以及相同设计的新下线未服役电容器单元,对2台电容器单元中的聚丙烯薄膜分别进行了差示扫描量热法分析(DSC)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)、凝胶渗透色谱法(GPC)检测以及小面积电极击穿试验,通过结果的对比分析得出了该条件下的老化对聚丙烯薄膜内部形态以及击穿特性的影响。结果表明,聚丙烯膜的结晶度在老化后会有略微的降低,整个老化过程不会有明显的其他物质产生或分子链大规模断裂,薄膜的击穿场强降低,而击穿性能的退化主要体现在击穿场强在老化前就较低的部分。     

热处理对聚乙烯形态及其电树起始电压的影响

本文主要介绍了不同的热处理条件对聚乙烯（PE）薄膜材料电树的起始电压的影响,电树的起始电压很大程度上取决于半结晶高分子材料的变形结构。对低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯三种薄膜试样进行了测量。结果表明,重结晶处理后,试样的结晶度以及球晶以部晶层厚度明显提高,但是试样中球晶的尺寸却基本没有变化,同时还发现,经过重结晶后,电树的起始电压升高了,试验结果还表明,电树的起始电压是随着晶层厚度的增加而增加的。     

气固复合绝缘变压器聚酯材料老化特性研究

为了研究长时间运行下SF₆气固复合绝缘变压器的老化状态，建立了变压器内部聚酯绝缘材料老化评估模型。首先对6020型PET薄膜进行加速热老化实验，然后采用频域介电谱、差示扫描量热、拉伸以及近红外光谱检测PET材料的老化特性。实验发现，PET薄膜介电损耗随老化呈现先减小后增大趋势，采用Havriliak-Negami介电弛豫模型处理后选取了典型特征参量τ₁和τ₂,并拟合得到了老化时间与τ₁和τ₂的经验公式；PET薄膜的结晶度和断裂伸长率随着老化呈现先增大后减小趋势，拉伸强度呈现减小趋势；PET薄膜近红外吸光度随着老化呈现减小趋势，采用线性判别分析算法进行降维处理后获得了较好的分类结果。综合分析可得，频域介电谱弛豫时间常数τ₁和τ₂、拉伸强度和近红外光谱吸光度特征参量可以较好的表征聚酯材料的老化程度。     

LiMn2O4的结晶度对电化学性能的影响

对燃烧法制备的LiMn2O4材料的团聚体粒度、晶体粒度、晶体形貌和结晶度与电化学性能的关系进行了研究。以LiMn2O4的理论密度与实测密度的差值为依据,定量确定了LiMn2O4晶相的结晶度。结果表明:结晶度不同的材料具有明显不同的比容量和首次充放电效率。结晶度高的LiMn2O4材料首次放电比容量可达135 mAh/g,首次放电效率为92%;而结晶度相对较低的LiMn2O4材料首次放电比容量仅为104 mAh/g,首次放电效率为78%。     

功能型聚酰亚胺薄膜研究进展

概述了功能型聚酰亚胺（PI）薄膜的主要种类和特点,分别介绍了透明聚酰亚胺薄膜、耐电晕聚酰亚胺薄膜、黑色聚酰亚胺薄膜、导电聚酰亚胺薄膜和高导热聚酰亚胺薄膜的研究进展,并对功能型薄膜将来的发展趋势进行了展望。